如何減少CNC加工
過(guò)程中的振動(dòng)
在CNC銑削中,可能因切削刀具、刀柄、機(jī)床、工件或夾具的局限性而產(chǎn)生振動(dòng)。要減少振動(dòng),需要考慮一些策略。
切削刀具
1)對(duì)于面銑,必須考慮切削力的方向:
a)使用90°銑刀時(shí),切削力主要集中于徑向。在長(zhǎng)懸伸工況下,這會(huì)使銑刀發(fā)生偏擺;但是,在銑削薄壁或振動(dòng)敏感零件時(shí),低軸向力是有利的
b)45°銑刀能夠產(chǎn)生均勻分布的軸向力和徑向力
c)圓刀片銑刀將大部分力沿著主軸向上引導(dǎo),特別是在切深較小時(shí)。此外,10°銑刀將主要的切削力傳遞到主軸中,從而減少因長(zhǎng)刀具懸伸而產(chǎn)生的振動(dòng)
2)為工序選擇盡可能小的直徑
3)DC應(yīng)比ae大20-50%
4)選擇疏齒、不等齒距銑刀
5)重量輕的銑刀是有利的,例如采用鋁合金刀體的銑刀
對(duì)于不穩(wěn)定的薄壁工件,使用大主偏角=小軸向切削力;在長(zhǎng)刀具懸伸工況下,使用小主偏角 = 高軸向切削力。
刀柄
1)使刀具總成保持盡可能高的剛性和盡可能短的長(zhǎng)度
2)選擇盡可能大的接桿直徑或尺寸
3)使用適合過(guò)尺寸銑刀接桿,避免使用縮徑接桿
4)對(duì)于小尺寸銑刀,如有可能,使用錐形接桿
5)在最后一次走刀位于零件深處的工序中,在預(yù)定位置改用加長(zhǎng)刀具。根據(jù)每種刀具長(zhǎng)度調(diào)整切削參數(shù)
6)如果主軸轉(zhuǎn)速超過(guò)20000 rpm,則使用經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡的切削刀具和刀柄
過(guò)尺寸銑刀
務(wù)必使用盡可能短的刀具長(zhǎng)度,陸續(xù)加長(zhǎng)長(zhǎng)度
減震銑刀
如果懸伸大于4倍刀具直徑,則銑削振動(dòng)趨勢(shì)可能變得更明顯,減振銑刀能夠顯著提高生產(chǎn)率。
切削刃
要降低切削力:
1)選擇具有鋒利切削刃的輕載槽型-L和薄涂層材質(zhì)
2)使用具有小刀尖圓弧半徑和小平行刃帶的刀片
有時(shí),可通過(guò)為系統(tǒng)增加更多阻尼來(lái)減少振動(dòng)趨勢(shì)。使用負(fù)前角更大的切削刃槽型和略微磨損的切削刃。
切削參數(shù)和刀具路徑
1)務(wù)必相對(duì)于銑削表面偏中心定位銑刀
2)對(duì)于90°長(zhǎng)刃銑刀或立銑刀,使用小徑向切深 (最大ae = 25%×DC) 和大軸向切深 (最大ap = 100%×De)
3)面銑時(shí),使用小切深ap和高進(jìn)給fz以及圓刀片或具有小主偏角的高進(jìn)給銑刀
4)通過(guò)大圓弧走刀編程避免在拐角中出現(xiàn)振動(dòng),參見(jiàn)內(nèi)拐角銑削
5)如果切屑厚度變得過(guò)薄,則切削刃將剮蹭而不是切削,從而產(chǎn)生振動(dòng)。在這種情況下,應(yīng)增加每齒進(jìn)給量
工件及夾具
銑削薄壁、有底座的零件或者夾具剛性較差時(shí),考慮以下幾點(diǎn):
1)夾具應(yīng)接近機(jī)床工作臺(tái)
2)朝向機(jī)床或夾具強(qiáng)度最高的位置優(yōu)化刀具路徑和進(jìn)給方向,以獲得穩(wěn)定的切削條件
3)避免沿著工件未受到充分支撐的方向加工
4)當(dāng)夾具、工件在某個(gè)特定方向上的剛性較差時(shí),逆銑能夠減少振動(dòng)趨勢(shì)
當(dāng)夾具剛性較差時(shí),使用朝向機(jī)床工作臺(tái)的進(jìn)給方向
請(qǐng)注意,應(yīng)以第二次切削切深的1/2執(zhí)行第一次切削,以第三次切削切深的1/2執(zhí)行第二次切削,以此類(lèi)推。